开普勒三定律
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开普勒行星运动三定律引言:开普勒行星运动三定律是描述行星在太阳系中运动规律的基本定律。
这些定律是由德国天文学家开普勒在17世纪提出的,为我们理解行星运动提供了重要的依据。
本文将逐一介绍这三个定律,并解释其意义和应用。
第一定律:行星轨道是椭圆开普勒的第一定律指出,所有行星的轨道形状都是椭圆。
在椭圆中,太阳位于椭圆的一个焦点上。
行星则绕着太阳运动,其运动轨道上的任意一点到太阳的距离之和是一个常数。
这个常数被称为椭圆的半长轴,用来表示行星轨道的大小。
这一定律的意义在于揭示了行星运动的轨迹不是完全圆形,而是椭圆形。
而且,太阳并不在椭圆的中心位置,而是在一个焦点上。
这个定律的应用可以帮助天文学家通过观测行星的运动轨迹来确定行星的轨道形状和大小。
第二定律:行星在轨道上的面积相等开普勒的第二定律表明,行星在它们围绕太阳运动的过程中,扫过的面积相等。
换句话说,当行星靠近太阳时,它在单位时间内扫过的面积较小;当行星离太阳较远时,它在单位时间内扫过的面积较大。
这一定律的意义在于揭示了行星运动的速度是不均匀的,行星在靠近太阳的时候会加速,而离太阳较远时会减速。
这个定律的应用可以帮助我们理解行星的运动速度和加速度的变化规律。
第三定律:行星轨道周期与半长轴的关系开普勒的第三定律是描述行星轨道周期与半长轴之间的关系。
他发现,行星轨道的周期的平方与半长轴的立方成正比。
换句话说,行星轨道的周期越长,它的半长轴就越大。
这一定律的意义在于揭示了行星轨道的周期与它的距离太阳的距离有关。
距离太阳较远的行星轨道周期较长,距离太阳较近的行星轨道周期较短。
这个定律的应用可以帮助我们通过测量行星的轨道周期来确定行星与太阳之间的距离。
结论:开普勒行星运动三定律为我们解释了行星在太阳系中的运动规律。
这些定律揭示了行星轨道的形状、行星运动的速度变化以及行星轨道周期与距离的关系。
通过研究和应用这些定律,我们可以更深入地了解行星的运动规律,进一步推动天文学的发展。
kepler 三定律
摘要:
1.引言
2.第一定律:椭圆轨道定律
3.第二定律:面积定律
4.第三定律:调和定律
5.总结
正文:
1.引言
在天文学领域,开普勒三定律被认为是描述行星运动的基本原则。
这些定律是由德国天文学家约翰内斯·开普勒在16 世纪末和17 世纪初发现的。
它们为解释行星在天空中的运动提供了重要依据,并为后来的牛顿运动定律和万有引力定律奠定了基础。
2.第一定律:椭圆轨道定律
开普勒第一定律,也被称为椭圆轨道定律,表明所有行星绕太阳的轨道都是椭圆,而太阳位于椭圆的一个焦点上。
这一定律推翻了当时长期盛行的观点,即行星沿着完美的圆形轨道运动。
这一发现揭示了行星运动的真实规律,为天文学的发展奠定了基础。
3.第二定律:面积定律
开普勒第二定律,也被称为面积定律,描述了行星在轨道上运动的速度变化。
具体来说,行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积是恒定的。
这意味着
行星离太阳越近,速度越快;离太阳越远,速度越慢。
这一定律解释了为什么行星在夜空中的运动速度会有所不同。
4.第三定律:调和定律
开普勒第三定律,也被称为调和定律,阐述了行星公转周期的平方与它们轨道长半轴的立方成正比。
这一定律表明,行星离太阳越远,公转周期越长。
这一规律揭示了行星运动与距离太阳的距离之间的关系,为研究行星运动提供了重要依据。
5.总结
开普勒三定律是天文学领域的重要发现,它们揭示了行星运动的规律,为解释行星在天空中的运动提供了基本原则。
开普勒三大定律讲解大全
开普勒三大定律是描述行星运动规律的重要定律,由德国天文学家约翰内斯·开普勒在16世纪初提出。
这三大定律为行星运动提供了重要的基础,并对后来的天
体力学研究有着深远的影响。
下面将详细介绍开普勒三大定律的内容和重要性。
第一定律——椭圆轨道定律
开普勒的第一定律是指行星绕太阳运行的轨道是一个椭圆,太阳处于椭圆的一
个焦点上。
这个定律说明了行星运动不是简单的圆周运动,而是椭圆形状的轨道。
开普勒通过观测行星位置的变化,总结出了这一重要定律。
第二定律——面积定律
开普勒的第二定律是指在相等时间内,行星与太阳连线所扫过的面积是相等的。
这意味着当行星离太阳较近时,它的速度会加快;当行星远离太阳时,速度会减慢。
行星沿着轨道的运动速度是不均匀的,但在相等时间内总体扫过的面积是相等的。
第三定律——调和定律
开普勒的第三定律是指行星绕太阳公转的周期的平方与它沿轨道运动的半长轴(即椭圆轨道的长轴长度的一半)的立方成正比。
这个定律揭示了行星运动周期和轨道距离之间的关系,为行星运动的研究提供了重要的数学依据。
总的来说,开普勒三大定律是描述行星运动规律的重要定律,为后来的天体力
学研究奠定了基础。
这三大定律揭示了行星运动的椭圆轨道、扫面面积和运动周期之间的关系,为理解天体运动规律提供了重要的依据。
以上就是对开普勒三大定律的讲解,通过这些定律的研究,我们能够更深入地
理解行星运动规律,对宇宙的奥秘有着更深入的把握。
希望这些内容能够帮助读者更好地理解开普勒的贡献和天体运动规律的基本原理。
卫星运动的开普勒定律
开普勒(Johannes Kepler )
国籍:德国
生卒日期
1571.12.27 - 1630.11.15
主要成就
发现了行星运动三定律
(1)开普勒第一定律
卫星运行的轨道为一椭圆,该椭圆的一个焦点与地球质心重合。
此定律阐明了卫星运行轨道的基本形态及其与地心的关系。
由万有引力定律可得卫星绕地球质心运动的轨道方程。
r 为卫星的地心距离,as 为开普勒椭圆的长半径,es 为开普勒椭圆的偏心率;fs 为真近点角,它描述了任意时刻卫星在轨道上相对近地点的位置,是时间的函数。
(2)开普勒第二定律:卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等。
表明卫星在椭圆轨道上的运行速度是不断变化的,在近地点处速度最大,在远地点处速度最小。
(3)开普勒第三定律:卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量,等于GM 的倒数。
假设卫星运动的平均角速度为n ,则n=2/Ts ,可得
当开普勒椭圆的长半径确定后,卫星运行的平均角速度也随之确定,且保持不变。
GM a T s s
2
3
24π=2/13
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=s a GM n s s s s f e e a r cos 1)1(2+-=a s b s M m
s 近地点 远地点 f s。
开普特第三定律
开普勒第三定律,又称开普勒和谐定律,是德国天文学家约翰尼斯·开普勒提出的行星运动三定律之一。
该定律指出,绕太阳做椭圆轨道运动的各行星,轨道半长轴的立方和公转周期的平方成正比,比值叫作开普勒常数。
开普勒第三定律的数学表达式如下:
a³/T² =k
其中,a 表示轨道半长轴,T 表示公转周期,k 为开普勒常数。
该定律为后来英国物理学家艾萨克·牛顿提出万有引力定律建立了非常重要的实验观测基础。
开普勒第三定律在天文、地球物理等领域具有广泛的应用,对于研究天体运动和宇宙探索具有重要意义。
开普勒第三定律的发现过程:
开普勒于1600年成为了天文学家第谷的助手,在位于布拉格的天文台工作。
第谷去世后,开普勒接替他成为圣罗马帝国的皇家数学家,并开始研究第谷留下的天文观测数据。
在1618年发表的《世界的和谐》一书中,开普勒提出了行星运动的三定律,其中第三定律
即开普勒和谐定律。
发现开普勒第三定律的意义:
开普勒第三定律的提出,揭示了行星运动规律的普遍性,即行星绕太阳的轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比。
这一规律为后来科学家研究天体运动提供了重要的理论基础。
牛顿在开普勒定律的基础上,结合自己的力学理论,提出了万有引力定律,进一步揭示了天体运动背后的物理规律。
此外,开普勒第三定律在地球物理学、行星科学等领域也有广泛应用,有助于研究地球及其他行星的地质结构、气候特征等现象。
同时,该定律在航天器轨道设计、太空探测等方面具有重要意义,为人类探索宇宙提供了科学依据。
开普勒三大定律
开普勒三大定律是德国天文学家约翰内斯·开普勒在17世纪初根据对丹麦天文学家第谷·布拉赫的天文观测数据进行分析后提出的,它们描述了行星围绕太阳运动的规律。
第一定律:椭圆轨道定律
开普勒的第一定律指出,所有行星围绕太阳的轨道都是椭圆形的,太阳位于这些椭圆的一个焦点上。
这意味着行星与太阳之间的距离在运动过程中会发生变化,行星在靠近太阳的点(近日点)和远离太阳的点(远日点)之间移动。
第二定律:面积速度定律
开普勒的第二定律,也称为等面积定律,说明行星在轨道上移动时,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的。
这意味着行星在靠近太阳时移动速度更快,而在远离太阳时移动速度较慢。
第三定律:调和定律
开普勒的第三定律,也称为调和定律,表明行星绕太阳公转周期的平方与它到太阳的平均距离的立方成正比。
数学上可以表示为 \( T^2 \propto a^3 \),其中 \( T \) 是行星的公转周期,\( a \) 是行星轨道的半长轴。
这个定律适用于所有行星,并且可以用来预测行星的运动周期或者计算它们到太阳的距离。
开普勒的三大定律不仅适用于太阳系内的行星,也适用于其他恒星系统内的行星运动,是天文学和物理学中非常重要的基本定律。
它们为后来的牛顿万有引力定律提供了重要的观测基础,牛顿的万有引力定律进一步解释了为什么行星会遵循开普勒定律。
开普勒定律三大定律1. 开普勒第一定律:行星轨道是椭圆开普勒第一定律,也被称为椭圆轨道定律,描述了行星在太阳系中运动的轨道形状。
根据这个定律,行星的轨道是一个椭圆,其中太阳位于椭圆的一个焦点上。
椭圆的定义椭圆是一个闭合曲线,具有两个焦点和一个长轴和短轴。
在椭圆中,离两个焦点距离之和是一个常数,被称为椭圆的离心率。
离心率为0的椭圆是一个圆形。
开普勒第一定律的意义开普勒第一定律的发现打破了古代天文学中认为行星运动轨道是圆形的观念。
这个定律的意义在于揭示了行星运动的真实本质,为后来的天体力学研究提供了基础。
2. 开普勒第二定律:行星在轨道上的等面积法则开普勒第二定律,也被称为等面积定律,描述了行星在其轨道上相等时间内扫过的面积是相等的。
这意味着当行星离太阳较远时,它的速度较慢;当行星离太阳较近时,它的速度较快。
等面积法则的原理等面积法则可以通过行星的角动量守恒来解释。
行星在轨道上的运动可以看作是一个质点在引力场中的运动。
根据角动量守恒定律,当行星距离太阳较远时,它的角动量较小,因此速度较慢;当行星距离太阳较近时,它的角动量较大,因此速度较快。
等面积法则的意义等面积法则的发现揭示了行星在轨道上运动的规律。
这个定律的意义在于帮助我们理解行星的运动方式,为后来的天体力学研究提供了重要参考。
3. 开普勒第三定律:行星轨道周期和轨道半长轴的关系开普勒第三定律,也被称为调和定律,描述了行星轨道周期和轨道半长轴之间的关系。
根据这个定律,行星轨道周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。
开普勒第三定律的公式开普勒第三定律可以用如下的公式表示:T^2 = k * a^3其中,T是行星轨道周期,a是轨道半长轴,k是一个常数,对于太阳系中的行星来说,k是相同的。
开普勒第三定律的意义开普勒第三定律的发现揭示了行星轨道周期和轨道半长轴之间的关系。
这个定律的意义在于帮助我们计算行星的轨道周期,进一步理解行星运动的规律。
结语开普勒定律是描述行星运动的重要定律,它们揭示了行星在太阳系中运动的规律和轨道的特点。
开普勒三大定律内容
开普勒三大定律是描述行星在宇宙中运动规律的重要定律。
这些定律不仅有助于我们了解太阳系的运动,还促进了对于宇宙的深入探索。
下面我将全面介绍开普勒三大定律。
第一定律,也叫“椭圆轨道定律”。
它指出,行星围绕太阳运动的轨道是一条椭圆。
椭圆的长轴被称为“长半轴”,而太阳位于椭圆的一个焦点上。
这个定律告诉我们,行星的运动是不规则和复杂的,与理想的圆形运动模型大不相同。
因此,行星在不同的时间会以不同的速度靠近或远离太阳。
第二定律,也叫“面积定律”。
它指出,一条行星轨道与太阳连线所扫过的面积是相等的。
这意味着,在离太阳越近的时候,行星会运动得更快,而在离太阳越远的时候则会运动得更慢。
这个定律为我们理解行星轨道的稳定性和变化提供了重要的信息。
第三定律,也叫“调和定律”。
它指出,行星绕太阳公转的周期的二次方与它到太阳平均距离的三次方成比例。
这个定律告诉我们,太阳系中各个行星的公转速度不同,既与它们的距离有关,也与它们的质量有关。
这个定律的发现,为我们更深入地理解行星运动贡献了重要的洞见。
总之,开普勒三大定律为我们提供了关于太阳系运动规律的深入理解,并为我们更深入地研究宇宙提供了有价值的启示。
了解这些定
律的重要性和应用,也鼓励我们去挖掘更多未知的世界,探索宇宙的奥秘。
轨道定律
面积定律:v 1r 1=v 2r 2
周期定律:a 3/T 2=k
1. (2017·湖南衡阳五校联考)在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。
关于科学家和他们的贡献,下列说法中不正确的是( )
A .伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来
B .笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献
C .开普勒通过研究行星观测记录,发现了行星运动三大定律
D .牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量
2. (2013·江苏高考)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( ) A .太阳位于木星运行轨道的中心
B .火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C .火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D .相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3. 某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a ,近日点离太阳的距离为b ,过远日点时行星的速率为v a ,则过近日点时行星的速率为( ) A .v b =b
a
v a B .v b =
a b v a C .v b =a
b
v a D .v b =
b
a v a
4. 地球在绕太阳转动的同时,本身绕地轴在自转,形成了春、夏、秋、冬四个季节,则下面说法正确的是( ) A .春分时地球公转速率最小 B .夏至时地球公转速率最小 C .秋分时地球公转速率最小 D .冬至时地球公转速率最小
5. (2010新课标卷)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是lg(T/T 0),纵轴是lg(R/R 0);这里T 和R 分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T 0和R 0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是( )
6. 若将八大行星绕太阳运行的轨迹粗略地认为是圆,各星球半径和轨道半径如下表所示:
行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 星球半径(×106 m) 2.44 6.05 6.37 3.39 69.8 58.2 23.7 22.4 轨道半径(×1011 m) 0.579
1.08
1.50
2.28
7.78
14.3
28.7
45.0
A .80年
B .120年
C .165年
D .200年
7. 太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道,“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比.地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米,结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为( )
水星 金星 地球 火星 木星 土星 公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
A.1.2亿千米
B .2.3亿千米
C .4.6亿千米
D .6.9亿千米
8. (多选)第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。
下列有关万有引力定律的说法中正确的是( ) A .开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆 B .太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C .库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G 的数值
D .牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
9. 设想质量为m 的物体放到地球中心,地球质量为M 、半径为R ,则物体与地球间的万有引力为( ) A .零 B .无穷大 C.GMm R 2 D .无法确定
10.(2018·北京卷)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( ) A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 11.如图所示,一个质量分布均匀的半径为R 的球体对球外质点P 的万有引力为F ,如果在球体中央挖去半径为r 的一部分球体,且r=R/2,则原球体剩余部分对质点P 的万有
引力变为( )
A.F/2
B.F/8
C.7F/8
D.F/4
12.(2016黄冈中学质量检测)某地区的地下发现天然气资源,如图所示,在水平地面P 点的正下方有一球形空腔区域内储藏有天然气.假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ,天然气的密度远小于ρ,可忽略不计.如果没有该空腔,地球表面正常的重力加速度大小为g ;由于空腔的存在,现测得P 点处的重力加速度大小为kg (k <l).已知引力常量为G ,球形空腔的球心深度为d ,则此球形空腔的体积是( )
A .kgd G ρ
B .2kgd G ρ
C .(1)k gd G ρ-
D .2
(1)k gd G ρ
-
13.(多选)把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周.由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得( ) A .火星和地球的质量之比 B .火星和太阳的质量之比 C .火星和地球到太阳的距离之比 D .火星和地球绕太阳运行速度大小之比。